(1.中國煤炭科工集團重慶研究院重慶400037；2.瓦斯災害監測與應急技術國家重點實驗室重慶400037)
摘要:煤層氣利用是促進煤礦安全、清潔、經濟發展的必然要求，是減少環境汙染的重要措施，也是增加能源供應的有效措施。主要介紹了黔西水城礦區的區域地質背景及特征，分析了水城礦區煤層氣的賦存規律及主控因素。研究表明，水城礦區煤層氣的賦存主要受區內向斜構造、層內沈積環境和層序體系域的影響，煤層氣的具體賦存主要受小構造、蓋層、煤層賦存和煤質的控制。研究結果可為貴州西部煤層氣的開發利用提供參考。
關鍵詞:煤層氣賦存規律，構造蓋層影響因素
基金項目:國家科技重大專項34“國家煤礦煤層氣(瓦斯)開發信息平臺”(2011zx 05040-005-011)。
作者簡介:董國偉，1981出生，男，山西運城人，工程師，博士生，主要從事煤巖瓦斯動力災害及瓦斯賦存規律研究，中國煤炭科技集團重慶研究院，重慶市沙坪壩區上橋三村55號，400037。聯系電話:15923355967，電子郵箱:leng285@ tom。com
遷西水城礦區煤層氣賦存的主要因素分析
董祁祥秦木光黃
( 1.中國煤炭技術工程集團公司重慶研究院氣體與火災研究所，重慶400037；2.瓦斯災害監測、預防與應急控制國家重點實驗室，重慶400037
文摘:煤層氣利用是促進煤礦安全發展的必然要求，是減少環境汙染的重要措施和增加能源供應的有效措施。摘要:文章主要介紹了黔西水城礦區區域地質背景及特征、黔西水城礦區含煤地層。對黔西水城礦區煤層氣成藏規律及控制因素進行了分析研究，研究表明，在區域上，煤層氣成藏主要受黔西水城礦區向斜構造的影響；在平面上，煤層氣成藏主要受沈積環境和層序體系域的影響，煤層氣成藏主要受當地礦井構造、蓋層、煤等因素的控制。對煤層氣儲層參數特征進行了測量和分析。介紹了目前煤層氣開發利用技術。研究成果可供黔西地區煤層氣開發時參考。
關鍵詞:煤層；CBM積累法則；結構；封面；影響因素
1黔西地區水城礦區概況
貴州水城礦業(集團)有限責任公司(以下簡稱“水城礦區”)位於六盤水煤田西北段。水城礦區主要從事煤炭開采。礦區煤系地層為上二疊統龍潭組(宣威組)。根據地質構造和開采條件，礦區自西北向東南劃分為7個獨立礦井(多建於70年代初):①盛源煤礦；②大灣煤礦；(3)那羅寨煤礦；④王家寨煤礦；⑤岡川部煤礦；6紅旗井；⑦老鷹山煤礦。
盛源煤礦和大灣煤礦位於二塘向斜，紅旗煤礦、大川部煤礦、王家寨煤礦和那羅寨煤礦位於大川部向斜，老鷹山煤礦位於小河向斜。水城礦區構造輪廓見圖1。
圖1水城礦區構造輪廓圖
水城礦區出露的地層有:上二疊統峨眉山玄武巖(P12)、上二疊統龍潭組(P22)、下三疊統飛仙關組(T1)、中三疊統嘉陵江灰巖(T2)和第四系表土(Q)。主要煤層1，2，4，7，8，9，1，13。
2貴州西部水城礦區區域地質背景
水城位於揚子陸塊西南緣。它不僅受揚子板塊構造演化的控制，還受水城斷陷帶演化的控制。本區主要有北西向構造、北東向構造和近東西向構造[1] ~ [4]。
盤縣-六盤水斷裂、水城斷裂和師宗-桂陽斷裂控制了水城礦區龍潭組煤層和煤層氣的賦存。晚二疊世晚期含煤地層中的燕山運動使含煤地層中出現大面積褶皺，奠定了後期控煤構造的輪廓。喜馬拉雅運動造成了含煤地層中的裂縫，對煤層氣的富集產生了壹定的影響[2]。參見圖2。
北北東向同沈積斷裂對貴州晚二疊世沈積格局起主導控制作用，而近東西向和NEE向同沈積斷裂的差異沈降疊加使沈積格局進壹步復雜化，形成“東西分帶、南北分帶”的沈積聚煤格局。這導致了貴州西部水城礦區三角洲潮坪環境和泥質潮下環境的出現[2]。參見圖3。
圖2貴州省晚二疊世主要基底斷裂輪廓圖
晚三疊世南部，水城地區為大陸剝蝕區。火八沖期的巖相古地理與巴南期基本相似。晚三疊世二橋期，水城地區進入陸相沈積階段，東部為剝蝕，西部為內陸湖泊環境，發育壹套湖相碎屑巖含煤沈積，但僅形成煤線和薄煤層。
圖3水城礦區晚二疊世沈積環境圖
3貴州西部水城礦區煤層氣賦存規律
水城礦區分為三個煤層氣地質構造單元，煤層氣地質單元1:二塘向斜，包括盛源煤礦和大灣煤礦；煤層氣地質單元2: Okawabe向斜。納入該構造單元的礦井有紅旗煤礦、大川部煤礦、王家寨煤礦和那洛寨煤礦。煤層氣地質單元3:小河向斜部分，老鷹山煤礦就在這個構造單元內。
影響煤層中煤層氣賦存的主要因素是斷層、褶皺、蓋層、煤層賦存狀態和煤質。
3.1構造對煤層氣賦存的影響
二塘向斜、大川部向斜和小河向斜控制著煤層氣的賦存。小河向斜構造最復雜，煤層傾角大，構造應力集中，容易形成瓦斯突出。大川部向斜從南到北大河邊煤礦→王家寨煤礦→那洛寨煤礦構造復雜程度增加，煤層氣含量逐漸增加；二塘向斜構造相對簡單，向斜軸部埋藏較深，煤層氣大於兩翼。
圖4二塘向斜11煤層煤層氣含量與煤層底板泥巖厚度的關系。
3.2蓋層對煤層氣賦存的影響
蓋層受沈積環境和層序體系域控制。水城礦區煤層氣含量壹般隨著煤層頂底板泥巖含量的增加而增加。蓋層是影響水城礦區煤層氣賦存的原因之壹，但影響相對較小。以二塘向斜為例，如圖4所示。主煤層11和13形成於海侵體系域晚期，靠近最大洪泛面，主煤層1位於海侵體系域中晚期[5] ~ [7]。
3.3煤層賦存狀態(煤厚)和煤質特征對煤層氣賦存的影響
煤層中煤層氣含量隨著煤層厚度的增加而增加，但相關系數不高。
煤層甲烷壓力隨著煤層底板標高的降低和煤層埋深的增加而增加，相關系數較高。以二塘向斜為例，如圖5所示。
向斜中，煤層瓦斯壓力隨煤層傾角的增大而減小，符合煤層瓦斯壓力與煤層傾角的壹般規律，但相關性不高。
水城礦區煤質變質程度差異不大，對煤層氣賦存影響不大。
3.4含水層對煤層氣賦存的影響
水城礦區煤系地層及其上覆巖層的含水層富水性弱，含水層對煤層氣賦存影響不大。
圖5二塘向斜11煤層煤層氣壓力與埋深的關系。
3.5水城礦區煤層氣賦存規律區，二塘向斜、大川部向斜、小河向斜控制煤層氣賦存，小河向斜構造最復雜，煤層傾角大，構造應力集中，易形成瓦斯突出；大川部向斜從南到北大河邊煤礦→王家寨煤礦→那洛寨煤礦構造復雜程度增加，煤層氣含量逐漸增加；二塘向斜構造相對簡單，向斜軸部埋藏較深，煤層氣大於兩翼。
從地層上看，水城礦區最大水淹面附近整體煤層氣以11、13煤層最大，1煤層次之，7、8、9、4、2號煤層次之。
通過對構造、沈積、煤層賦存、煤質等因素的分析，發現同壹地質單元內的煤層氣儲量主要受埋深和高程的控制，相關系數壹般大於0。7.煤層中的煤層氣含量隨著埋深的增加而線性增加，隨著海拔的降低而線性增加。局部地區受小構造、頂底板巖性、煤厚、煤質控制，相關系數基本小於0。7.
4主要結論
(1)盤縣-六盤水斷裂、水城斷裂和師宗-桂陽斷裂控制了水城礦區龍潭組煤層和煤層氣的賦存。
(2)區內二塘向斜、大川部向斜和小河向斜控制著煤層氣的賦存，小河向斜、大川部向斜和二塘向斜的軸線大於其兩翼。
(3)從地層上看，水城礦區最大水淹面附近11、13煤層整體煤層氣最大，1煤層次之，7、8、9、4、2煤層次之。
(4)綜合分析構造、沈積作用、煤層賦存狀態、煤質等因素，發現在同壹地質單元內，同壹煤層的煤層氣賦存主要受埋深和標高控制，局部受小構造、頂底板巖性、煤厚和煤質控制。
參加考試，貢獻力量
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